第五篇(微觀變形).ppt

1、第五篇 金屬塑性變形的 微觀變形規(guī)律,塑性力學(xué)與金屬塑性成形原理Plastic Mechanics and Principle of Metalforming,金屬的塑性與微觀塑性變形規(guī)律 塑性加工工藝、組織、性能的關(guān)系,第5章 金屬的塑性,5. 1 金屬的塑性 5. 2 金屬多晶體塑性變形的主要機(jī)制 5. 3 影響金屬塑性的因素 5. 4 金屬的超塑性,5. 1 金屬的塑性,5. 1. 1 塑性的基本概念 5. 1. 2 塑性指標(biāo)及其測量方法 5. 1. 3 塑性狀態(tài)圖及其應(yīng)用,5. 1. 1 塑性的基本概念,什么是塑性？ 塑性是金屬在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞其完整性的能力。 塑性與柔

2、軟性的區(qū)別是什么？ 塑性反映材料產(chǎn)生永久變形的能力。 柔軟性反映材料抵抗變形的能力。,塑性與柔軟性的對立統(tǒng)一,鉛-塑性好，變形抗力小 不銹鋼-塑性好，但變形抗力高 白口鑄鐵-塑性差，變形抗力高 結(jié)論：塑性與柔軟性不是同一概念,為什么要研究金屬的塑性？,探索塑性變化規(guī)律 尋求改善塑性途徑 選擇合理加工方法 確定最佳工藝制度 提高產(chǎn)品質(zhì)量,5. 1. 2 塑性指標(biāo)及其測量方法,塑性指標(biāo)的測量方法 塑性指標(biāo),塑性指標(biāo),概 念： 金屬在破壞前產(chǎn)生的最大變 形程度，即極限變形量。 表示方法： 斷面收縮率 延伸率 沖擊韌性 最大壓縮率 扭轉(zhuǎn)角（或扭轉(zhuǎn)數(shù)） 彎曲次數(shù),塑性指標(biāo)的測量方法,拉伸試驗法 壓縮試驗

3、法 扭轉(zhuǎn)試驗法 軋制模擬試驗法,拉伸試驗法,式中：L0拉伸試樣原始標(biāo)距長度； Lh拉伸試樣破斷后標(biāo)距間的長度； F0拉伸試樣原始斷面積； Fh拉伸試樣破斷處的斷面積,壓縮試驗法,簡單加載條件下，壓縮試驗法測定的塑性指標(biāo)用下式確定：,式中： 壓下率； H0試樣原始高度； Hh試樣壓縮后，在側(cè)表面出現(xiàn)第一條 裂紋時的 高度,扭轉(zhuǎn)試驗法,對于一定試樣，所得總轉(zhuǎn)數(shù)越高，塑性越好，可將扭轉(zhuǎn)數(shù)換作為剪切變形（ ） 。,式中：R試樣工作段的半徑； L0試樣工作段的長度； n試樣破壞前的總轉(zhuǎn)數(shù)。,軋制模擬試驗法,在平輥間軋制楔形試件，用偏心軋輥軋制矩形試樣，找出試樣上產(chǎn)生第一條可見裂紋時的臨界壓下量作為軋制過

4、程的塑性指標(biāo)。,5. 1. 3 塑性狀態(tài)圖及其應(yīng)用,概念：表示金屬塑性指標(biāo)與變形 溫度及加載方式的關(guān)系曲 線圖形，簡稱塑性圖。 應(yīng)用：合理選擇加工方法 制定冷熱變形工藝,確定MB5合金加工工藝規(guī)程的原則和方法,MB5屬變形鎂合金，主要成分為： Al 5. 5 7. 0% Mn 0. 15 0. 5% Zn 0. 5 1. 5%,確定MB5鎂合金熱加工工藝步驟,根據(jù)產(chǎn)品確定加工方式（變形力學(xué)圖） 根據(jù)相圖確定合金的相組成 根據(jù)塑性圖確定熱變形溫度范圍 根據(jù)變形抗力圖計算變形力能，確定設(shè)備能力 根據(jù)第二類再結(jié)晶圖確定變形組織晶粒大小,根據(jù)相圖確定合金的相組成,溫度,圖5-2 Mg-Al二元系狀態(tài)圖

5、,從二元相圖上獲取的信息,T530，合金為液相 T270，合金為兩相組織 270 T530，合金為單一的 相,鋁含量對鎂合金力學(xué)性能的影響,% b， 公斤/毫米2,HB 公斤/毫米2,圖5-3 鎂合金中鋁含量對合金機(jī)械性能的影響,根據(jù)塑性圖確定熱變形溫度范圍,試驗溫度， 圖5-1 MB5合金的塑性圖 k 沖擊韌性； M 慢力作用下的最大壓縮率， C 沖擊 力作用下的最大壓縮率； 斷面收縮率， 0 彎曲角度,從塑性圖上獲取的信息,慢速加工，溫度為350400時,值和M都有最大值，不論軋制或擠壓，都可在此溫度范圍內(nèi)以較慢的速度加工。 鍛錘下加工，在350左右有突變，變形溫度應(yīng)選擇在400450。

6、工件形狀比較復(fù)雜，變形時易發(fā)生應(yīng)力集中，應(yīng)根據(jù)K曲線來判定。從圖中可知，在相變點270附近突然降低，因此，鍛造或沖壓時的工作溫度應(yīng)在250以下進(jìn)行為佳。,5. 2 金屬多晶體塑性變形的主要機(jī)制,5. 2. 1 多晶體變形的特點 5. 2. 2 多晶體的塑性變形機(jī)構(gòu) 5. 2. 3 合金的塑性變形 5. 2. 4 變形機(jī)構(gòu)圖,5. 2. 1 多晶體變形的特點,晶內(nèi)塑性變形和晶間塑性變形 晶內(nèi)塑性變形：滑移與孿生,塑性變形的微觀機(jī)制：位錯運動與位錯增殖,5. 2. 1 多晶體變形的特點,1變形不均勻、不同時性及協(xié)調(diào)性,圖5-4 多晶體塑性變形的竹節(jié)現(xiàn)象,（a）變形前 （b）變形后,圖5-5 多晶體

7、塑性變形的不均勻性,2晶界的作用及晶粒大小的影響,在2mm內(nèi)的延伸率，%,晶粒5,晶粒4,晶粒3,晶粒2,晶粒1,位置，mm,圖5-6 多晶鋁的幾個晶粒各處的應(yīng)變量。 垂直虛線是晶界，線上的數(shù)字為總變形量,5. 2. 2 多晶體的塑性變形機(jī)構(gòu),1晶粒的轉(zhuǎn)動與移動,圖5-7 晶粒的轉(zhuǎn)動,2溶解沉積機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)的實質(zhì)是一相晶體的原子迅速而飛躍式的轉(zhuǎn)移到另一相的晶體中去。 保證兩相有較大的相互溶解度外，還必須具備下列條件 : （1）隨著溫度的變化或原有相晶體表面大小及曲率的變化，伴隨有最大的溶解度改變。 ( 2）變形時，應(yīng)具備足夠高的溫度條件。,3非晶機(jī)構(gòu),非晶機(jī)構(gòu)是指在一定的變形溫度和速度條件下，

8、多晶體中的原子非同步的連續(xù)的在應(yīng)力場和熱激活的作用下，發(fā)生定向遷移的過程。,5. 2. 3 合金的塑性變形,1單相固溶體合金的變形 2多相合金的變形,1單相固溶體合金的變形 單相固溶體的顯微組織與純金屬相似，因而其變形情況也與之類同，但是在固溶體中由于溶質(zhì)原子的存在，使其對塑性變形的抗力增加。固溶體的強(qiáng)度、硬度一般都比其溶劑金屬高，而塑性、韌性則有所降低，并具有較大的加工硬化率。 在單相固溶體中，溶質(zhì)原子與基體金屬組織中的位錯產(chǎn)生交互作用，造成晶格畸變而增加滑移阻力。另外異類原子大都趨向于分布在位錯附近，又可減少位錯附近晶格的畸變程度，使位錯易動性降低，因而使滑移阻力增大。,2多相合金的變形

9、多相合金中的第二相可以是純金屬、固溶體或化合物，其塑性變形不僅和基體相的性質(zhì)，而且和第二相（或更多相）的性質(zhì)及存在狀態(tài)有關(guān)。如第二相本身的強(qiáng)度、塑性、應(yīng)變硬化性質(zhì)、尺寸大小、形狀、數(shù)量、分布狀態(tài)、兩相間的晶體學(xué)匹配、界面能、界面結(jié)合情況等等。,（1）聚合型兩相合金的塑性變形 合金中第二相粒子的尺寸與基體晶粒的尺寸如屬同一數(shù)量級，稱為聚合型兩相合金。在聚合型兩相合金中，如果兩個相都具有塑性，則合金的變形情況決定于兩相的體積分?jǐn)?shù)。,（2）彌散分布型兩相合金的塑性變形 兩相合金中，如果第二相粒子十分細(xì)小，并且彌散地分布在基體晶粒內(nèi)，則稱為彌散分布型兩相合金，其塑性變形取決于第二相質(zhì)點對位錯運動的阻礙

10、作用。,第二相質(zhì)點與位錯運動的作用形式,切割：當(dāng)質(zhì)點小而軟，或為軟相時，位錯能割開它并使其變形，加工硬化小，但隨質(zhì)點尺寸的增大而增加。 繞過：當(dāng)質(zhì)點堅硬而難于被位錯切開時，位錯不能直接越過這種第二相質(zhì)點，但在外力作用下，位錯線可以環(huán)繞第二相質(zhì)點發(fā)生彎曲，最后在質(zhì)點周圍留下一個位錯環(huán)而讓位錯通過。 釘扎：當(dāng)質(zhì)點小而硬時，位錯釘扎而不可運動。,5. 2. 4 變形機(jī)構(gòu)圖,理論剪切應(yīng)力,-位錯蠕變,擴(kuò)散蠕變,Nabarro,蠕變,理論剪切應(yīng)力,位錯蠕變,擴(kuò)散流變,彈性區(qū),圖5-9 變形機(jī)制圖（a）純銀和（b）鍺給出不同 變形機(jī)制起控制作用的應(yīng)力-溫度區(qū)間，兩種材料的晶粒尺寸都是32m 以10-8/s

11、的應(yīng)變速率來確定彈性邊界,5. 3 影響金屬塑性的因素,5. 3. 1 影響塑性的內(nèi)部因素 5. 3. 2 影響金屬塑性的外部因素 5. 3. 3 提高金屬塑性的主要途徑,5. 3. 1 影響塑性的內(nèi)部因素,1化學(xué)成分 （1）雜質(zhì) （2）合金元素對塑性的影響 2組織結(jié)構(gòu),Zn, % 圖5-12 銅鋅合金的力學(xué)性能與含鋅量的關(guān)系,5. 3. 2 影響金屬塑性的外部因素,1 變形溫度,塑 性 指 標(biāo),溫度，K,圖5-14 溫度對塑性影響的典型曲線,溫度，,圖5-15 碳鋼的塑性隨溫度變化圖,塑 性,純鋁,無氧銅,圖5-16 幾種鋁合金及銅合金的塑性圖,2變形速度,表5-1 鋁合金冷擠壓時因熱效應(yīng)所

12、增加的溫度,3變形程度,圖5-20 脆性材料的各向壓縮曲線 （a）大理石；（b）紅砂石；軸向壓力；側(cè)向壓力,4應(yīng)力狀態(tài),靜水壓力對提高金屬塑性的良好影響,圖5-20 脆性材料的各向壓縮曲線 （a）大理石；（b）紅砂石； 軸向壓力； 側(cè)向壓力,5變形狀態(tài),圖5-24 主變形圖對金屬中缺陷形狀的影響 （a）未變形的情況；（b）經(jīng)兩向壓縮向延伸變形后的情況； （c）經(jīng)向壓縮兩向延伸后的情況,6尺寸因素,力學(xué)性能,1,2,體積,圖5-25 變形物體體積對力學(xué)性能的影響 1塑性； 2變形抗力； 3臨界體積點,5. 3. 3 提高金屬塑性的主要途徑,提高塑性的主要途徑有以下幾個方面： (1)控制化學(xué)成分、

13、改善組織結(jié)構(gòu)，提高材料的成分和組織的均勻性； (2)采用合適的變形溫度速度制度； (3)選用三向壓應(yīng)力較強(qiáng)的變形過程，減小變形的不均勻性，盡量造成均勻的變形狀態(tài)； (4)避免加熱和加工時周圍介質(zhì)的不良影響。,5. 4 金屬的超塑性,金屬超塑性的特點及分類 細(xì)晶超塑性,金屬材料在受到拉伸應(yīng)力時，顯示出很大的延伸率而不產(chǎn)生縮頸與斷裂現(xiàn)象，把延伸率能超過100%的材料統(tǒng)稱為“超塑性材料”，相應(yīng)地把延伸率超過100%的現(xiàn)象叫做“超塑性”。根據(jù)超塑性的宏觀變形特性，可將金屬超塑性歸納為以下幾方面的特點：即大延伸、無縮頸、小應(yīng)力、易成形。,金屬超塑性的特點及分類,細(xì)晶超塑性,一般所指超塑性多屬這類，其特點

14、是材料具有穩(wěn)定的超細(xì)等軸晶粒組織，在一定的溫度區(qū)間（T0.4TM）和一定的變形速度（10-410-1分-1）條件下出現(xiàn)超塑性。晶粒直徑多在5m以下，且晶粒越細(xì)越有利于塑性的發(fā)展，但對有些材料來說，例如鈦合金，其晶粒尺寸達(dá)幾十微米時仍有良好的超塑性能。應(yīng)當(dāng)指出，由于超塑性是在一定的溫度區(qū)間出現(xiàn)，因此，即使初始組織具有微細(xì)晶粒的尺寸，如果熱穩(wěn)定性差，在變形過程中晶粒迅速長大，仍不能獲得良好的超塑性。,顯微組織要求有極細(xì)的晶粒度、等軸、雙相及穩(wěn)定的組織。,在一定的溫度和應(yīng)力條件下，經(jīng)過多次循環(huán)相變或同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變而獲得大延伸率。產(chǎn)生相變超塑性的必要條件，是材料應(yīng)具有固態(tài)相變的特性，并在外加載荷作用下，

15、在相變溫度上下循環(huán)加熱與冷卻，誘發(fā)產(chǎn)生反復(fù)的組織結(jié)構(gòu)變化，使金屬原子發(fā)生劇烈運動而呈現(xiàn)出超塑性。,相變超塑性,5. 4. 3 細(xì)晶超塑性,1變形力學(xué)特征,m應(yīng)變速率敏感性系數(shù),m是表達(dá)超塑性特征的一個極其重要的指標(biāo)，對于普通金屬，m=0.02-0.2；而對于超塑性材料，1 m 0.3,m值的物理意義：材料抵抗局部縮頸的能力。m值大，出現(xiàn)大延伸的可能性大。,2金屬組織特征,晶粒根本沒有被拉長，仍然保持著等軸狀態(tài)； 發(fā)生顯著的晶界滑移、移動及晶?；剞D(zhuǎn)，幾乎看不到位錯組織； 超塑性變形后無織構(gòu)產(chǎn)生，若原始組織具有變形織構(gòu)，經(jīng)過超塑性變形后，將使織構(gòu)受到破壞； 有空洞 產(chǎn)生。,5. 4. 4 細(xì)晶超塑

16、性變形的機(jī)理,1擴(kuò)散蠕變理論,假定兩晶粒群的晶界滑移在遇到了障礙晶粒時，被迫停止，此時引起的應(yīng)力集中通過障礙晶粒內(nèi)位錯的產(chǎn)生和運動而緩和。位錯通過晶粒而塞積到對面的晶界上，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定程度時，使塞積前端的位錯沿晶界攀移而消失，則內(nèi)應(yīng)力得到松馳，于是晶界滑移又再次發(fā)生。,2晶界滑動理論,3動態(tài)再結(jié)晶理論,晶界移動（遷移）與再結(jié)晶現(xiàn)象密切相關(guān)，這種再結(jié)晶可使內(nèi)部有畸變的晶粒變?yōu)闊o畸變的晶粒，從而消除其預(yù)先存在的應(yīng)變硬化。在高溫變形時，這種再結(jié)晶過程是一個動態(tài)的、連續(xù)的恢復(fù)過程，即一方面產(chǎn)生應(yīng)變硬化，一面產(chǎn)生再結(jié)晶恢復(fù)（軟化）。如果這種過程在變形中能繼續(xù)下去，好象變形的同時又有退火，就會促使物質(zhì)的

17、超塑性。,5. 4. 5 超塑性的制備與應(yīng)用,（1）真空成形法 （2）氣壓成形 （3）超塑性模鍛和擠壓 （4）無模拉拔,制備方法：形變熱處理為主,第6章塑性加工過程的組織性能 變化和溫度-速度條件,6. 1金屬塑性加工中組織與性能的變化 6. 2 金屬塑性變形的溫度速度效應(yīng) 6. 3 形變熱處理,6. 1金屬塑性加工中組織與性能的變化,6. 1. 1 冷變形 6. 1. 2 熱變形 6. 1. 3 塑性變形對固態(tài)相變的影響,6. 1. 1 冷變形,冷變形：在再結(jié)晶溫度以下變形,Cold Deformation, Cold Working,冷變形時金屬顯微組織的變化,（1）纖維組織,圖6-2 冷

18、軋前后晶粒形狀變化 （a）變形前的退火狀態(tài)組織 （b）變形后的冷軋變形組織,冷變形時金屬顯微組織的變化,（2）亞結(jié)構(gòu),冷變形時金屬顯微組織的變化,（3）變形織構(gòu),a. 絲織構(gòu),b. 板織構(gòu),冷變形時金屬顯微組織的變化,（4）晶內(nèi)和晶間破壞,冷變形時金屬性能的變化,（1）物理性能,a. 密度 金屬經(jīng)冷變形后，因晶內(nèi)及晶間出現(xiàn)了顯微裂紋、裂口、空洞等缺陷使金屬的密度降低，且變形程度越高，降低的也越多。,b. 電阻 晶間物質(zhì)的破壞使晶粒直接接觸、晶粒位向有序化、晶間及晶內(nèi)的破裂等，都對電阻的變化有明顯影響，前兩者使電阻隨變形程度的增加而減少，后者則相反，其結(jié)果使電阻隨變形程度變化的表現(xiàn)而不同。一般而

19、言，冷變形使金屬電阻有所增加（約百分之幾），但增加的程度則隨金屬而異。,冷變形時金屬性能的變化,（2）化學(xué)性能,冷變形后，金屬的殘余應(yīng)力和內(nèi)能增加，從而使化學(xué)不穩(wěn)定性增加，耐蝕性能降低。 應(yīng)力腐蝕的主要防止方法就是退火，消除內(nèi)應(yīng)力。,冷變形時金屬性能的變化,（3）力學(xué)性能,強(qiáng)度指標(biāo)增加，塑性指標(biāo)降低 各向異性增強(qiáng),出現(xiàn)制耳,交叉軋制、退火、添加合金元素、控制變形量等方法,冷變形時金屬性能的變化,利用冷變形提高材料力學(xué)性能； 利用冷變形與退火熱處理控制成品組織性能。,6. 1. 2 熱變形,1熱變形的概念 2熱變形對金屬組織性能的影響 3熱變形過程中的回復(fù)與再結(jié)晶,Hot Deformation

20、, Hot Working,熱變形的概念,變形金屬在完全再結(jié)晶條件下進(jìn)行的塑性變形。一般在熱變形時金屬所處溫度范圍是其熔點絕對溫度的0. 750. 95倍，在變形過程中，同時產(chǎn)生軟化與硬化，且軟化進(jìn)行的很充分，變形后的產(chǎn)品無硬化的痕跡。,（1）金屬在熱加工變形時，變形抗力較低，消耗能量較少。 （2）金屬在熱加工變形時，其塑性升高，產(chǎn)生斷裂的傾向性減小。 （3）與冷加工相比較，熱加工變形一般不易產(chǎn)生織構(gòu)。 （4）在生產(chǎn)過程中，不需要像冷加工那樣的中間退火，從而可使生產(chǎn)工序簡化，生產(chǎn) 效率提高。 （5）熱加工變形可引起組織性能的變化，以滿足對產(chǎn)品某些組織與性能的要求。,特點,熱變形對金屬組織性能的

21、影響,（1）熱變形對鑄態(tài)組織的改造,熱變形能最有效地改變金屬和合金的鑄錠組織： a. 一般熱變形是通過多道次的反復(fù)變形來完成。由于在每一次道次中硬化與軟化過程是同時發(fā)生的，這樣，變形而破碎的粗大柱狀晶粒通過反復(fù)的改造而使之鍛煉成較均勻、細(xì)小的等軸晶粒，還能使某些微小裂紋得到愈合。 b. 由于應(yīng)力狀態(tài)中靜水壓力分量的作用，可使鑄錠中存在的氣泡焊合，縮孔壓實，疏松壓密，變?yōu)檩^致密的結(jié)構(gòu)。 c. 由于高溫下原子熱運動能力加強(qiáng)，在應(yīng)力作用下，借助原子的自擴(kuò)散和互擴(kuò)散，可使鑄錠中化學(xué)成分的不均勻性相對減少。 上述三方面綜合作用的結(jié)果，可使鑄態(tài)組織改造成變形組織（或加工組織），它比鑄錠有較高的密度、均勻細(xì)

22、小的等軸晶粒及比較均勻的化學(xué)成分，因而塑性和抗力的指標(biāo)都明顯提高。,熱變形對金屬組織性能的影響,在熱變形過程中，為了保證產(chǎn)品性能及使用條件對熱加工制品晶粒尺寸的要求，控制熱變形產(chǎn)品的晶粒度是很重要的。熱變形后制品晶粒度的大小，取決于變形程度和變形溫度（主要是加工終了溫度）。第二類再結(jié)晶全圖，是描述晶粒大小與變形程度及變形溫度之間關(guān)系的。,（2）熱變形制品晶粒度的控制,熱變形對金屬組織性能的影響,金屬內(nèi)部所含有的雜質(zhì)、第二相和各種缺陷，在熱變形過程中，將沿著最大主變形方向被拉長、拉細(xì)而形成纖維組織或帶狀結(jié)構(gòu)。這些帶狀結(jié)構(gòu)是一系列平行的條紋，也稱為流線。 纖維組織一般只能在變形時通過不斷地改變變形

23、的方向來避免，很難用退火的方法去消除。當(dāng)夾雜物（或晶間夾雜層）數(shù)量不多時，可用長時高溫退火的方法，依靠成分地均勻化，和組織不均勻處的消失以去除。在個別情況下，當(dāng)這些晶間夾雜物能溶解或凝聚時，纖維組織也可以被消除。,（3）熱變形時的纖維組織,熱變形過程中的回復(fù)與再結(jié)晶,（1）熱變形時的動態(tài)回復(fù)與動態(tài)再結(jié)晶,動態(tài)回復(fù),動態(tài)再結(jié)晶,熱變形過程中的回復(fù)與再結(jié)晶,動態(tài)回復(fù),靜態(tài)回復(fù),動態(tài)回復(fù),靜態(tài)再結(jié)晶,靜態(tài)再結(jié)晶,靜態(tài)再結(jié)晶,動態(tài)再結(jié)晶,熱變形過程中的回復(fù)與再結(jié)晶,（2）熱變形過程中道次間或變形后停留時 的靜態(tài)回復(fù)與靜態(tài)再結(jié)晶,利用熱變形過程的回復(fù)穩(wěn)定組織利用再結(jié)晶細(xì)化晶粒。,6. 1. 3 塑性變形

24、對固態(tài)相變的影響,1應(yīng)力與變形的作用 2溫度和變形速度的作用,塑性變形時應(yīng)變誘發(fā)相變,（1）應(yīng)變加速二相粒子固溶或析出,塑性變形時應(yīng)變誘發(fā)相變,（2）利用塑性變形的應(yīng)變提高固溶或時效析出效果,形變熱處理工藝 （Thermal Mechanical Processing, TMP）,6. 2 金屬塑性變形的溫度速度效應(yīng),6. 2. 1 變形溫度 6. 2. 2 變形速度 6. 2. 3 變形中的熱效應(yīng)及溫度效應(yīng) 6. 2. 4 熱力學(xué)條件之間的相互關(guān)系,6. 2. 1 變形溫度,塑性變形時金屬所具有的實際溫度，稱為變形溫度，它與加熱溫度是有區(qū)別的。變形溫度既取決于金屬變形前的加熱溫度，又與變形中

25、能量轉(zhuǎn)化而使金屬溫度提高的溫度有關(guān)，同時又與變形金屬同周圍介質(zhì)進(jìn)行熱交換所損失的溫度有關(guān)。,6. 2. 2 變形速度,變形速度為單位時間內(nèi)變形程度的變化或單位時間內(nèi)的相對位移體積，即： 式中 變形速度； 變形程度； V 變形物體的體積；,（秒-1）,6. 2. 3 變形中的熱效應(yīng)及溫度效應(yīng),所謂“熱效應(yīng)”是指變形過程中金屬的發(fā)熱現(xiàn)象，熱效應(yīng)可用發(fā)熱率來表示： 式中 發(fā)熱率； AT 轉(zhuǎn)化為熱的那部分能量； A 使物體產(chǎn)生塑性變形時的能量。 塑性變形過程中因金屬發(fā)熱而促使金屬的變形溫度升高的效果，稱為溫度效應(yīng)，用 表示： 式中 T1變形前金屬所具有的溫度； T2變形后因熱效應(yīng)的作用金屬實際具有的溫

26、度。,6. 2. 4 熱力學(xué)條件之間的相互關(guān)系,1變形溫和變形速度恒定時，變形程度與變形抗力 的 關(guān)系 : 2變形程度和變形速度恒定時，變形抗力與單相狀態(tài)條件下的變形溫度的關(guān)系為： 3變形程度和變形溫度恒定時，變形抗力與變形速度的關(guān)系為： 綜合（6-4）、（6-5）、（6-6）式可寫成 式中A、a、b、c、 、 、 取決于變形條件和變形材料的常數(shù)，由實驗確定； 平均變形程度； 平均變形速度； T變形溫度，K。,（6-4）,（6-5）,（6-6）,（6-7）,熱變形熱力學(xué)條件之間的相互關(guān)系,在熱激活控制變形行為的條件下提出： 確定材料熱變形常數(shù)； 建立變形組織性能與工藝之間的定量關(guān)系。,6. 3 形變熱處理,形變熱處理是對金屬材料有效地綜合利用形變強(qiáng)化及相變強(qiáng)化，將壓力加工與熱處理操作相結(jié)合，使成形工藝同獲得最終性能統(tǒng)一起來的一種工藝方法。,塑性變形增加了金屬中的缺陷（如位錯、空位、堆垛層錯、小角度和大角度晶界等）密度和改變了各種晶體缺陷的分布。由于晶格缺陷對相轉(zhuǎn)變時組織的形成有強(qiáng)烈影響，所以相轉(zhuǎn)變前或相轉(zhuǎn)變時的塑性變形能用來使經(jīng)受熱處理的合金形成最佳組織。,例如，在所有熱處理操作之后再塑性變形，則進(jìn)行的是普通熱處理及其后的塑性加工，而不是形變熱處理；又如塑性變形已在熱處理前完成，并對合金在相轉(zhuǎn)變時所形成的最后組織沒有決